金沙澳门官网7817网址Linux编制程序之轻松状态机FSM的知道与完毕

在投币售货机的例子中,投币售货机就是FSM的一个好例子,FSM是一种逻辑单元内部的一种高效编程方法,服务器可以根据不同状态或者消息类型进行相应的处理逻辑

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甚至

那有限状态机平时在哪些地方被用到?

int ()={a,b,c,c};

管理程序语言还是自然语言的 tokenizer,自底向上剖判语法的parser,
各个通讯公约发送方和接受者传递数据对新闻管理,游戏AI等都有利用场景。

它的基本思路是用一张表保存全数望的意况,并列出踏入各样境况时也许实践的兼具动作,当中最后一个动作便是计量(经常在日前事态和下三遍输入字符的基础上,另外再经过贰次表查询)下贰个应该步向的场地。你从叁个”开始状态”初阶。在这一历程中,翻译表大概告诉你进去了三个谬误状态,直到到达结束状态。

三、使用函数指针落成FSM

接纳函数指针完毕FSM的思路:建设构造相应的状态表和动作查询表,依据状态表、事件、动作表定位相应的动作管理函数,实施到位后再拓宽状态的切换。

本来使用函数指针实现的FSM的经过只怕相比费时费事,但是这一切都是值得的,因为当您的程序层面大时候,基于这种表结构的状态机,维护程序起来也是一箭穿心。

下边给出二个应用函数指针实现的FSM的框架:

咱俩照旧以“小明的一天”为例设计出该FSM。

先付给该FSM的状态转移图:
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下边疏解关键部分代码实现

率先我们定义出小飞鹤天的活动状态

//比如我们定义了小明一天的状态如下
enum
{
    GET_UP,
    GO_TO_SCHOOL,
    HAVE_LUNCH,
    DO_HOMEWORK,
    SLEEP,
};

我们也定义出会发生的风云

enum
{
    EVENT1 = 1,
    EVENT2,
    EVENT3,
};

概念状态表的数据结构

typedef struct FsmTable_s
{
    int event;   //事件
    int CurState;  //当前状态
    void (*eventActFun)();  //函数指针
    int NextState;  //下一个状态
}FsmTable_t;

接下去定义出最关键FSM的状态表,我们任何FSM正是依附那些概念好的表来运行的。

FsmTable_t XiaoMingTable[] =
{
    //{到来的事件,当前的状态,将要要执行的函数,下一个状态}
    { EVENT1,  SLEEP,           GetUp,        GET_UP },
    { EVENT2,  GET_UP,          Go2School,    GO_TO_SCHOOL },
    { EVENT3,  GO_TO_SCHOOL,    HaveLunch,    HAVE_LUNCH },
    { EVENT1,  HAVE_LUNCH,      DoHomework,   DO_HOMEWORK },
    { EVENT2,  DO_HOMEWORK,     Go2Bed,       SLEEP },

    //add your codes here
};

状态机的登记、状态转移、事件处理的动作落到实处

/*状态机注册*/
void FSM_Regist(FSM_t* pFsm, FsmTable_t* pTable)
{
    pFsm->FsmTable = pTable;
}

/*状态迁移*/
void FSM_StateTransfer(FSM_t* pFsm, int state)
{
    pFsm->curState = state;
}

/*事件处理*/
void FSM_EventHandle(FSM_t* pFsm, int event)
{
    FsmTable_t* pActTable = pFsm->FsmTable;
    void (*eventActFun)() = NULL;  //函数指针初始化为空
    int NextState;
    int CurState = pFsm->curState;
    int flag = 0; //标识是否满足条件
    int i;

    /*获取当前动作函数*/
    for (i = 0; i<g_max_num; i++)
    {
        //当且仅当当前状态下来个指定的事件,我才执行它
        if (event == pActTable[i].event && CurState == pActTable[i].CurState)
        {
            flag = 1;
            eventActFun = pActTable[i].eventActFun;
            NextState = pActTable[i].NextState;
            break;
        }
    }


    if (flag) //如果满足条件了
    {
        /*动作执行*/
        if (eventActFun)
        {
            eventActFun();
        }

        //跳转到下一个状态
        FSM_StateTransfer(pFsm, NextState);
    }
    else
    {
        // do nothing
    }
}

主函数大家如此写,然后观察状态机的运作情状

int main()
{
    FSM_t fsm;
    InitFsm(&fsm);
    int event = EVENT1; 
    //小明的一天,周而复始的一天又一天,进行着相同的活动
    while (1)
    {
        printf("event %d is coming...\n", event);
        FSM_EventHandle(&fsm, event);
        printf("fsm current state %d\n", fsm.curState);
        test(&event); 
        sleep(1);  //休眠1秒,方便观察
    }

    return 0;
}

看一看该情况机跑起来的情形转移状态:

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地点的图能够见到,当且仅当在钦命的场合下去了内定的轩然大波才会爆发函数的实践以及气象的转换,不然不会生出事态的跳转。这种机制使得那些状态机不停地自动运营,有条不絮地成功职务。

与前二种艺术相比较,使用函数指针完结FSM能很好用于大面积的切换流程,只要大家兑现搭好了FSM框架,今后进行扩展就很轻巧了(只要在状态表里加一行来写入新的情事管理就足以了)。

亟待FSM完整代码的童鞋请访问我的github

能够通过数组中的指针来调用函数:

星星状态机(finite state
machine)简称FSM,表示有限个情景及在那些景况之间的更换和动作等作为的数学模型,在计算机世界有所布满的行使。FSM是一种逻辑单元内部的一种高效编制程序方法,在服务器编程中,服务器能够遵照区别意况或许音信类型进行对应的拍卖逻辑,使得程序逻辑清晰易懂。

如果你想干得能够一点,可以让情形函数重回二个对准通用后续函数的指针,并把它转变为适当的类型。那样,就不需求全局变量了。假若你不想搞得太花哨,可以应用三个switch语句作为一种朴素的状态机,方法是赋值给调节变量并把switch语句放在循环之中。关于FSM还应该有最终一点索要验证:假设你的事态函数看上去需求三个不一致的参数,能够虚构使用二个参数计数器和一个字符串指针数组,就如main函数的参数一样。大家耳濡目染的int
argc,char *argv[]体制是不行普遍的,能够成功地行使在你所定义的函数中。

二、使用switch实现FSM

动用switch语句完毕的FSM的布局变得尤为显著了,其弱点也是显明的:这种设计情势纵然轻松,通过一大堆决断来管理,符合小圈圈的状态切换流程,但万一局面扩灾祸以扩张和保证。

int main()
{
    int state = GET_UP;
    //小明的一天
    while (1)
    {

        switch(state)
        {
        case GET_UP:
            GetUp(); //具体调用的函数
            state = GO_TO_SCHOOL;  //状态的转移
            break;
        case GO_TO_SCHOOL:
            Go2School();
            state = HAVE_LUNCH;
            break;
        case HAVE_LUNCH:
            HaveLunch();
            state = GO_HOME;
            break;
            ...
        default:
            break;
        }
    }

    return 0;
}

(******state[i]) ();

处境机有以下二种完结方式,小编将次第演说它们的得失。

富有函数必需承受平等的参数,并回到同类别型的再次回到值(除非您把数组成分做成四个手拉手)。函数指针是很有意思的。注意,我们可以去掉指针方式,把地方的调用写成:

金沙澳门官网7817网址,一、使用if/else if语句完毕的FSM

动用if/else if语句是落到实处的FSM最简便易行最易懂的点子,我们只需求通过大量的if
/else if语句来推断状态值来实施相应的逻辑管理。

探访下边包车型客车例证,大家选择了大量的if/else
if语句完结了二个简约的状态机,做到了依赖气象的比不上推行相应的操作,並且完成了气象的跳转。

//比如我们定义了小明一天的状态如下
enum
{
    GET_UP,
    GO_TO_SCHOOL,
    HAVE_LUNCH,
    GO_HOME,
    DO_HOMEWORK,
    SLEEP,
};


int main()
{
    int state = GET_UP;
    //小明的一天
    while (1)
    {
        if (state == GET_UP)
        {
            GetUp(); //具体调用的函数
            state = GO_TO_SCHOOL;  //状态的转移
        }
        else if (state == GO_TO_SCHOOL)
        {
            Go2School();
            state = HAVE_LUNCH;
        }
        else if (state == HAVE_LUNCH)
        {
            HaveLunch();
        }
        ...
        else if (state == SLEEP)
        {
            Go2Bed();
            state = GET_UP;
        }
    }

    return 0;
}

看完上边的例子,我们有啥样感想?是还是不是认为程序固然简易易懂,不过利用了大气的if推断语句,使得代码极低等,同期代码膨胀的相比厉害。这些状态机的意况唯有多少个,代码膨胀并不明明,但是借使大家供给管理的事态有数11个的话,该状态机的代码就倒霉读了。

state[i] ();

void (*state[MAX_STATES]) ();